[发明专利]锂金属负极及其制备方法、锂二次电池

说明书

本发明属于负极材料技术领域，具体涉及一种锂金属负极及其制备方法、锂二次电池。本发明锂金属负极包括金属锂本体，至少位于金属锂本体表面的锂为非晶态锂。非晶态锂可在金属锂本体的表面形成非晶层，从而诱导锂离子呈非晶态沉积，具有沉积均匀的优点，可避免因晶体的定向生长对锂枝晶形核和生长的促进作用。本发明提供的锂金属负极结构简单，对锂枝晶的形核和生长的抑制效果更好，与电解质可始终保持紧密接触，有利于提升所得锂二次电池的循环寿命，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于负极材料技术领域，具体涉及一种锂金属负极及其制备方法，以及一种锂二次电池。

背景技术

锂金属负极因其具有高容量、低电位的优势受到广泛关注。目前，限制锂金属负极产业化应用的主要难点在于锂枝晶生长导致的安全问题。常见的改善方案包括设计三维负极结构、使用合金化负极、引入人工SEI膜及电解质成分设计等。这些方案旨在通过调控电场、Li⁺离子流均匀性以促进均匀形核，或采用机械、化学、电化学方法来实现抑制锂枝晶形核或生长的目的。然而，无论采用何种方法，通常锂金属负极中的金属锂均呈晶态，具有各向异性，且会沿着电场梯度生长，故晶态的锂金属负极不利于抑制锂枝晶的形核与生长。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂金属负极及其制备方法，以及一种锂二次电池，旨在解决现有锂金属负极中的锂呈晶态，不利于抑制锂枝晶的形核与生长的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明一方面，提供了一种锂金属负极，其包括金属锂本体，至少位于金属锂本体表面的锂为非晶态锂。

本发明提供的锂金属负极中，至少位于金属锂本体表面的锂呈非晶态，可在金属锂本体的表面形成非晶层，从而诱导锂离子呈非晶态沉积，具有沉积均匀的优点，可避免因晶体的定向生长对锂枝晶形核和生长的促进作用。本发明提供的锂金属负极结构简单，对锂枝晶的形核和生长的抑制效果更好，与电解质可始终保持紧密接触，有利于提升电池的循环寿命。

作为本发明锂金属负极的一种优选技术方案，非晶态锂在金属锂本体的至少一表面形成非晶层，非晶层的厚度为1μm-50μm。

作为本发明锂金属负极的一种优选技术方案，金属锂本体的厚度为1μm-50μm。

作为本发明锂金属负极的一种优选技术方案，金属锂本体中的锂均为非晶态锂，金属锂本体的厚度为1μm-20μm。

本发明另一方面，提供了一种锂金属负极的制备方法，其包括如下步骤：

提供金属锂本体；

对金属锂本体进行旋压处理，得到锂金属负极。

本发明提供的锂金属负极的制备方法中，通过对金属锂本体进行简单的旋压处理，既可以使金属锂本体表面呈晶态的锂转变为非晶态，也可以使金属锂本体中所有的锂均转变为非晶态。本发明提供的制备方法制备得到的锂金属负极可诱导锂离子呈非晶态沉积，具有沉积均匀的优点，可避免因晶体的定向生长对锂枝晶形核和生长的促进作用。本发明提供的制备方法简单易行，有利于实现规模化生产。

作为本发明锂金属负极的制备方法的一种优选技术方案，旋压处理的压力为300MPa-800MPa，旋转速度为80rpm-120rpm。

作为本发明锂金属负极的制备方法的一种优选技术方案，金属锂本体的厚度为1μm-50μm。

作为本发明锂金属负极的制备方法的一种优选技术方案，金属锂本体还经过表面预处理。

作为本发明锂金属负极的制备方法的进一步优选技术方案，表面预处理的方法包括：将金属锂本体置于四氢呋喃溶液中浸泡5min-15min。